化学中毒的临床基础(1)
“化学中毒”(poisoning)主要指由于致病物质的直接化学作用引起的机体功能、结构损伤甚至造成死亡的疾病状态;可引起化学中毒的致病物质即称之为“毒物”(poison)。实际上任何化学物质,包括药物甚至营养物、内生性物质,只要达到一定剂量,皆可成为毒物,可见毒物的范围十分广泛,但习惯上的“毒物”系指较小剂量即能引起中毒的物质。常见的毒物多为生产性化学物(工业性化学品、农药等)、药物、环境性毒物(有毒动植物、汽车尾气、地域性毒物等);近年,生活性化学品(洗涤剂、食物添加剂、化妆品、家用杀虫剂等)、嗜好品(烟、酒、鸦片、吗啡、海洛因、可卡因、冰毒、大麻、致幻剂等)中毒也见增多。
研究表明,不论毒物的来源如何,其在体内的生化生理过程、损伤机制,多有着共同的途径和规律;把握这一规律,将使化学中毒的临床在诊断、治疗乃至预防、预后各方面,得有较为清晰的路径可循,故可将此一共同规律视为化学中毒临床实践之基础。
一、化学中毒的分子机制
, 百拇医药
近一二十年生物学和基础医学研究的飞速进展,已使人们得以在更深的层面探讨化学中毒的机制问题,因而也有助于更有效地诊治和预防化学中毒。从亚细胞乃至分子层面来看,化学中毒的主要机制可大致归纳为如下几个方面:
(一)直接损伤作用
1 刺激腐蚀作用,直接造成细胞变性坏死,如强酸、强碱、刺激性气体、糜烂性气体等。
2 干扰体内活性物质(神经介质、激素、信使及活性物质等)的作用,导致机体生理生化功能紊乱,如砷化氢可大量消耗红细胞的还原型谷胱甘肽,使其抗氧化损伤能力明显降低而导致溶血;锰可抑制脑纹状体生成多巴胺、5-羟色胺、去甲肾上腺素等,导致帕金森综合征表现等。
3 与体内大分子物质结合,导致其结构变异及功能损害。如:
(1)与结构蛋白结合。如As, Hg等可与膜蛋白中的-SH基结合,造成膜的传输功能障碍;苯胺可与血红蛋白中珠蛋白的-SH基结合,使红细胞的柔韧性降低,导致溶血等。
, 百拇医药
(2)与酶结合。如-CN、H2S等可与细胞色素氧化酶中的Fe3+结合,阻碍细胞的生物氧化过程;丙烯酰胺可与神经细胞轴浆蛋白中的巯基结合,抑制与轴浆运输有关的酶类,导致轴索变性;有机磷可与胆碱酯酶结合,造成乙酰胆碱积累,神经系统功能紊乱等。
(3)与体内的遗传物质-DNA发生共价结合(covalent binding), 攻击碱基,甚至造成链断裂、链间或链与蛋白间交联等,此种损伤一旦未能得到完全修复,则可引起基因突变或染色体畸变,成为化学物质致癌、致畸、致突变的重要生化基础。能以原形直接与DNA结合的化学物极少,仅见于直接烷化剂(氮芥、硫芥、环氧乙烷、卤代亚硝基脲等)及亚硝酸盐、亚硫酸氢盐、甲醛、羟胺等,绝大多数DNA损伤是自由基造成,尤其是氧,它并不参与氧化磷酸化过程,而是转化成活性氧,造成细胞氧化性损伤;少数DNA损伤为亲电子基团引起。
(二)在体内诱导自由基或活性氧生成
自由基是指原子外层轨道有奇数电子的原子或原子团,主要由化合物的共价键发生均裂产生;自由基可在体内诱发脂质过氧化反应,该反应属一链式反应,一旦启动,可重复一万次至一百亿次,从而造成生物膜结构的严重破坏,故此一过程可能是细胞损伤最重要的机制之一。, 百拇医药(赵金垣)
研究表明,不论毒物的来源如何,其在体内的生化生理过程、损伤机制,多有着共同的途径和规律;把握这一规律,将使化学中毒的临床在诊断、治疗乃至预防、预后各方面,得有较为清晰的路径可循,故可将此一共同规律视为化学中毒临床实践之基础。
一、化学中毒的分子机制
, 百拇医药
近一二十年生物学和基础医学研究的飞速进展,已使人们得以在更深的层面探讨化学中毒的机制问题,因而也有助于更有效地诊治和预防化学中毒。从亚细胞乃至分子层面来看,化学中毒的主要机制可大致归纳为如下几个方面:
(一)直接损伤作用
1 刺激腐蚀作用,直接造成细胞变性坏死,如强酸、强碱、刺激性气体、糜烂性气体等。
2 干扰体内活性物质(神经介质、激素、信使及活性物质等)的作用,导致机体生理生化功能紊乱,如砷化氢可大量消耗红细胞的还原型谷胱甘肽,使其抗氧化损伤能力明显降低而导致溶血;锰可抑制脑纹状体生成多巴胺、5-羟色胺、去甲肾上腺素等,导致帕金森综合征表现等。
3 与体内大分子物质结合,导致其结构变异及功能损害。如:
(1)与结构蛋白结合。如As, Hg等可与膜蛋白中的-SH基结合,造成膜的传输功能障碍;苯胺可与血红蛋白中珠蛋白的-SH基结合,使红细胞的柔韧性降低,导致溶血等。
, 百拇医药
(2)与酶结合。如-CN、H2S等可与细胞色素氧化酶中的Fe3+结合,阻碍细胞的生物氧化过程;丙烯酰胺可与神经细胞轴浆蛋白中的巯基结合,抑制与轴浆运输有关的酶类,导致轴索变性;有机磷可与胆碱酯酶结合,造成乙酰胆碱积累,神经系统功能紊乱等。
(3)与体内的遗传物质-DNA发生共价结合(covalent binding), 攻击碱基,甚至造成链断裂、链间或链与蛋白间交联等,此种损伤一旦未能得到完全修复,则可引起基因突变或染色体畸变,成为化学物质致癌、致畸、致突变的重要生化基础。能以原形直接与DNA结合的化学物极少,仅见于直接烷化剂(氮芥、硫芥、环氧乙烷、卤代亚硝基脲等)及亚硝酸盐、亚硫酸氢盐、甲醛、羟胺等,绝大多数DNA损伤是自由基造成,尤其是氧,它并不参与氧化磷酸化过程,而是转化成活性氧,造成细胞氧化性损伤;少数DNA损伤为亲电子基团引起。
(二)在体内诱导自由基或活性氧生成
自由基是指原子外层轨道有奇数电子的原子或原子团,主要由化合物的共价键发生均裂产生;自由基可在体内诱发脂质过氧化反应,该反应属一链式反应,一旦启动,可重复一万次至一百亿次,从而造成生物膜结构的严重破坏,故此一过程可能是细胞损伤最重要的机制之一。, 百拇医药(赵金垣)